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Die
Erfindung betrifft eine Kupplungs- und/oder Bewegungs-Steuervorrichtung
für Werkzeuge,
insbesondere an Formwerkzeugen zum Spritzgießen von Kunststoffen oder zum
Druckgießen
von Metall, die eine Haupt-Trennebene sowie mindestens eine weitere
Zusatz-Trennebene haben, welche beim Öffnen der Form-Schließeinheit
in vorbestimmter Aufeinanderfolge aus ihrer Schließlage in die Öffnungslage
bewegbar sind, wozu den die Trennebene bildenden Werkzeugteilen
mindestens ein mechanisches Riegelsystem zugeordnet ist, dessen Riegelglieder
die Schließlage
dieser Werkzeugteile formschlüssig
fixieren, bis die die oder alle Zusatz-Trennebenen bildenden weiteren
Formteile relativ zueinander mittels der Werkzeug-Schließeinheit
in ihre Öffnungsstellung
bewegt sind, wobei jedes mechanische Riegelsystem einen an einem
der zur Trennebene gehörenden
Werkzeugteile angeordneten Kupplungsbolzen und eine diesen koaxial,
aber mit Radialspiel umfassende, hülsenförmige Kupplungsaufnahme in
dem anderen zur Trennebene gehörenden
Werkzeugteil aufweist, in der Kupplungsaufnahme eine mindestens
das freie Ende des Kupplungsbolzens umfassende Kolbenbüchse, die
ein mit seinen Enden einander gegenüberliegende Nuten der Kupplungsaufnahme
durchtauchendes Führungsmittel
besitzt, begrenzt axial verschiebbar aufgenommen, aber über einen
Schleppring verschiebefest mit dem die Kupplungsaufnahme umgebenden Werkzeugteil
der Trennebene verbunden ist, und in den Wänden der Kolbenbüchse angeordnete
Sperrkörper
von einerseits Steuerflächen
des Kupplungsbolzens und andererseits Steuerflächen am Innenumfang der Kupplungsaufnahme
radial einwärts
bzw. radial auswärts
verstellbar sowie mit dem Kupplungsbolzen oder einem federbeaufschlagten,
verschiebbar in der Kolbenbüchse
angeordneten Stützring
verriegelbar sind.
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Eine
solche Vorrichtung, die eine kompakte Bauweise mit einem einfachen
Einbau in eine Bohrung innerhalb der Werkzeugplatten des Werkzeugs erlaubt,
ist durch die
DE 40
17 031 C2 bekanntgeworden. Sie kommen im allgemeinen Formenbau
bei vielfältigsten
Anwendungen zum Einsatz, beispielsweise wenn schwierige Formteile
ausgestoßen
werden müssen,
um die Ausstoßer
gegen Knickung bei großen
Ausstoßkräften zu
schützen,
wozu die Formteile zunächst über einen
kurzen Hub mittels Abstreifplatte vom Formkern gezogen werden. Weiterhin, wenn
Schieberfunktionen über
schräge
Ebenen erforderlich sind, die nicht in Entformungsrichtung liegen,
oder bei aus wirtschaftlichen Gründen
häufig verwendeten
Etagenwerkzeugen, wenn großflächigere
Teile mit geringem Gewicht auf einer relativ kleinen, bezogen auf
die Zuhaltekraft, Maschine herzustellen sind, und auch als Auswerferplatten-Rückzugsvorrichtung,
um die Ausstoßerelemente
auch während
der Werkzeugbewegungen sicher verriegelt in ihrer Endlage zu halten.
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Bei
der bekannten Kupplungs- und/oder Bewegungs-Steuervorrichtung bewegt
sich die innenliegende Gleit- bzw. Kolbenbüchse von einem sich in den
Nuten der Gleitbuchse axial verlagernden Bolzen bzw. Zylinderstift,
der mit dem koaxial auf der Kupplungsaufnahme angeordneten Schleppring
verbunden ist, geführt
in der Kupplungsaufnahme. Bei diesen Bewegungen nimmt der Schleppring
zur gewünschten
Trennung die jeweiligen Werkzeugplatten mit. Beim Trennen stellen
die in Rückzugrichtung
der beweglichen, die Kupplungsbolzen tragenden Formaufspannplatte
liegenden Nutenden die Bewegungsbegrenzungen dar, gegen die der
Zylinderstift bzw. Bolzen anschlägt.
Das wird vor allem bei schnellaufenden Werkzeughüben kritisch, zumal jeweils
nur der halbe Durchmesser des Zylinderstiftes bzw. Bolzens in den
Führungsnuten
zum Endanschlag bei Beendigung des ersten Hubes, d.h. beim Auffahren einer
Zusatz-Trennebene kommt. Hierbei ist nicht auszuschließen, dass
sich durch den aufgrund der Massengeschwindigkeit der Werkzeugplatten
erzeugten Anschlagdruck in der dünnwandigen
Kolben- bzw. Gleitbüchse
Haarrisse ausbilden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kupplungs- und/oder Bewegungs-Steuervorrichtung
für Werkzeuge
mit verbesserten Betriebseigenschaften vorzusehen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Führungsmittel
an dem in Einrückrichtung
vordersten Ende der Kolbenbüchse
angeordnet ist. Hiermit lässt
sich ohne Notwendigkeit der Verlängerung
der Kolbenbüchse
nicht nur der Einsatzbereich der Steuervorrichtung deutlich erweitern,
weil sehr viel größere Hübe möglich sind,
sowie gleichzeitig auch ein für
die Dauerbelastung der Feder viel günstigerer, größerer Federraum
bereitstellen, sondern weiterhin auch eine gegenüber dem herkömmlichen
Bolzenanschlag sehr viel größere Anschlagfläche ermöglichen.
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Denn
nach einer bevorzugten Ausführung der
Erfindung ist der Schleppring durch Trennung in seiner Radialebene
zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem bezogen auf die Einrückrichtung
hinteren Anschlagring, dem an der Kupplungsaufnahme eine Anschlagschulter
zugeordnet ist, und einem Gegenring, der die aus den Nuten vorkragenden
Enden des Führungsmittels
mit einem entsprechend ausgesparten Ringansatz, den der Anschlagring
umschließt,
einfasst. Es schlägt
somit nicht mehr das die Kolbenbüchse
mit dem Schleppring verbindende Führungsmittel an, sondern der
Anschlagring, vorteilhaft mit dem Ringansatz des Gegenringes verschraubt
ist. Der erfindungsgemäß zweiteilige Schleppring
ist somit nach Art einer Überwurf-Schraubverbindung
zusammengesetzt, der die diametral vorkragenden Enden des Führungsmittels allseitig
einkammert. Zur Endlagenbegrenzung beim Trennen der Werkzeugteile
kommt somit der Anschlagring großflächig zur Anlage an die Anschlagschulter
der Kupplungsaufnahme, womit auch bei sehr schnell aufeinanderfolgenden
Werkzeughüben die
Gefahr von Beschädigungen
weitestgehend ausgeschlossen ist.
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Ein
Vorschlag der Erfindung sieht vor, dass das Führungsmittel als traversenartige
Leiste ausgebildet und mit einer Schwalbenschwanzkontur in eine Schwalbenschwanznut
der Kolbenbüchse
eingesetzt ist. Dies ermöglicht
einen einfachen, formschlüssigen Einbau
der mit seinen Enden in dem zweigeteilten Schleppring eingekammerten
Leiste in bzw. am hinteren Ende der Kolbenbüchse, bietet gleichzeitig aber
auch der in den Federraum angeordneten Druckfeder eine voll umfängliche
Abstützung
beim Rückzug
der Kolbenbüchse
in ihre entriegelte Position, in der die Sperrkörper in den Stützring eingreifen.
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Die
Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung wird
dadurch weiter verbessert, dass in vorteilhafter Weise auf das einbauseitige Ende
des Kupplungsbolzens eine aus zwei Halbschalen bestehende Endkappe
aufgesteckt ist, die sich zweckmäßig durch
einen um die Halbschalen gelegten Spannring radial zusammenhalten
lässt. Nach
dem Einbau des zuvor auf die werkzeugkonstruktiv bekannte, erforderliche
Hublänge
abgelängten
Kupplungsbolzens wird ein Lösen
der Schalen zudem dadurch verhindert, dass der Durchmesser der Aufnahmebohrung
der mit dem Kupplungsbolzen ausgerüsteten ortsfesten Formaufspann-
bzw. Werkzeugplatte und/oder der Durchmesser der Endkappe entsprechend
angepasst werden. Die Halbschalen lassen sich zudem mit einer Innenwulst
in eine Ringnut des Kupplungsbolzens einrasten. Zur Halterung des
Kupplungsbolzens in der Werkzeugplatte ist damit kein nachteiliger,
verschraubter Stehbolzen mehr erforderlich, der bei Temperaturunterschieden
der Werkzeugplatten zu Lageungenauigkeiten führen könnte. Grundsätzlich ist
zu beachten, dass je genauer die werkzeugseitige Ausmessung und
Ablängung
des Kupplungsbolzens vorgenommen wird, um so geringer das axiale
Spiel bei der Verriegelung ist.
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Weitere
Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels
der Erfindung. Es zeigen:
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1 in
der Vorderansicht (2 von rechts gesehen) eine Kupplungs-
und/oder Bewegungs-Steuervorrichtung für Werkzeuge, in der oberen
Hälfte
der Zeichnungsfigur mit eingerücktem
und in der unteren Zeichnungshälfte
der Figur mit zurückgezogenem
Kupplungsbolzen dargestellt;
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2 die
Vorrichtung nach
1 im Längsschnitt entlang der Linie
II-II, wie angedeutet eingebaut zwischen bzw. in Werkzeugplatten
bzw. -teile einer als solche beispielsweise aus der
DE 40 17 031 C2 bekannten
Schließeinheit
eines weiter nicht dargestellten Formwerkzeugs einer Spritz- oder
Druckgußmaschine,
in der oberen Zeichnungshälfte
mit eingerücktem
und in der unteren Zeichnungshälfte mit
zurückgezogenem
Kupplungsbolzen dargestellt;
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3 eine
Teilansicht der 1 entlang der Linie III-III
geschnitten; und
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4 als
Einzelheit in der Vorderansicht eine auf das einbauseitige Ende
des Kupplungsbolzens nach 2 aufgesteckte
Endkappe.
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Eine
Kupplungs- und/oder Bewegungs-Steuervorrichtung 1 – im folgenden
kurz Steuervorrichtung genannt – für insbesondere
Formwerkzeuge, die in der Regel mit mehreren dieser Steuervorrichtungen 1 bestückt sind,
umfasst einerseits eine Gleitbuchse bzw. Kupplungsaufnahme 2 und
andererseits einen Steuer- bzw. Kupplungsbolzen 3. Die
Kupplungsaufnahme 2 wird über ihren Boden 4 mittels
einer darin einschraubbaren Schraube, z.B. an einer Spannplatte
des feststehenden Maschinenteils der Schließeinheit und/oder einer Stützplatte
der Formkernhalteplatte befestigt und ragt mit ihrer zylindrischen
Hülse bis
zumindest in eine komplementäre Bohrung
einer Formplatte und/oder dem Auswerferplattenpaket des Werkzeugs
hinein (nicht dargestellt). In der zylindrischen Verlängerung
der Kupplungsaufnahme 2 ist eine Kolbenbüchse 5 begrenzt axial
verschiebbar auf genommen, die an ihrem in Einrückrichtung 6 vordersten
Ende mit einer traversenartigen Leiste 7 versehen ist,
die formschlüssig mit
einer Schwalzenschwanzkontur 8 in eine Schwalbenschwanznut 9 der
Kolbenbüchse 5 verankert
ist (vgl. die 1 und 3).
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Die
traversenartige Leiste 7 taucht durch in der Kupplungsaufnahme 2 einander
gegenüberliegend
vorgesehene Führungsnuten 10 hindurch.
Ihre durchtauchenden Enden werden von einem Schleppring 11 eingekammert,
der durch Trennung in seiner radialen Ebene zweiteilig ausgebildet
ist und aus einem bezogen auf die Einrückrichtung 6 hinteren
Anschlagring 12 und einem die aus den Führungsnuten 10 vorkragenden
Enden der Leiste 7 mit Aussparungen eines Ringansatzes 13 einfassenden
Gegenring 14 besteht. Der Anschlagring 12 ist
mit einem Innengewinde auf ein Außengewinde des Ringansatzes 13 des
Gegenringes 14 aufgeschraubt. Wie in 2 links
oben dargestellt, können
Anschlagring 12 und Gegenring 14 in einem Bereich
außerhalb
der Leiste 7 durch einen Stift 15 lagegesichert
sein.
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Der
zweiteilige, einheitlich miteinander verschraubte Schleppring 11 kammert
im Zusammenspiel von Anschlagring 12 und Ringansatz 13 bzw. Gegenring 14 die
Enden der Leiste 7 vollständig ein. Der Mitnehmerring 11 kann,
wie in 2 links oben dargestellt, direkt zwischen benachbarten
Werkzeugplatten oder mit einem Sicherungsring 17 bzw. Zylinderkopfschraube 18 (wie
beispielhaft in den unteren Hälften
von 2 und 3 verdeutlicht) in eine Werkzeugplatte 16 eingebaut
werden. Dem Anschlagring 12 des Schleppringes 11 ist
in der Kupplungsaufnahme 2 eine umlaufende Anschlagschulter 19 zugeordnet.
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Die
Kolbenbüchse 5 nimmt
einen Stützring 20 auf,
der von einer sich an der Schwalbenschwanzkontur 8 der
Leiste 7 abstützenden
Druckfeder 21 beaufschlagt wird, und besitzt in ihren Wänden über den
Umfang gleichmäßig verteilt
mehrere, im Ausführungsbeispiel
vier radial ein- und ausrückbar
angeordnete Sperrkörper 22.
Diese sind ebenso mit Steuer- und Verriegelungsflächen ausgebildet
wie ein mit diesen zusammenwirkender Steuer- und Verriegelungskopf 23 des
Kupplungsbolzens 3 bzw. Steuer- und Verriegelungsflächen 24 der
Innenwandung der Kupplungsaufnahme 2.
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Der
werkzeugkonstruktiv auf die erforderliche Hublänge abgelängte Kupplungsbolzen ist an seinem
hinteren, einbauseitigen Ende mit einer sich aus zwei Halbschalen 25a, 25b zusammensetzenden
Endkappe 26 (vgl. die 2 und 4)
versehen, die dort auf das Kupplungsbolzenende aufgesteckt ist und
mit nach innen vorspringenden Wülsten 27 ihrer
Halbschalen 25a bzw. 25b in eine Ringnut 28 der
Zugstange bzw. des Steuer- und/oder Kupplungsbolzens 3 eingreift.
Zusätzlich
werden die Halbschalen der Endkappe 26 radial durch einen
Sicherungsring 29 zusammengehalten.
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Die
obere Hälfte
von 2 zeigt die völlig geschlossene
Position des Werkzeugs, in der der Steuer- und/oder Kupplungsbolzen 3 mit
seinem Steuer- und Verriegelungskopf 23 völlig in
die Kolbenbüchse 5 eingedrungen
ist. Er hat dabei den Stützring 20 gegen
die Kraft der sich zusammenpressenden Druckfeder 21 und
damit die Kolbenbüchse 5 sowie über deren
vorne verankerte Leiste 7 mit Bewegungsübertragung auf den Schleppring 11 die Werkzeugplatten 16 entsprechend
verschoben. Diese Position wird von den radial nach einwärts gedrückten Sperrkörpern 22,
die sich hinter den Steuer- und Verriegelungskopf 23 gelegt
haben, gesichert.
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Wenn
dann der Steuer- und/oder Kupplungsbolzen 3 entgegen der
Einrückrichtung 6 von
der beweglichen Maschinenplatte zurückgezogen wird, erfolgt zunächst eine
Nebentrennung, beispielsweise um von schräg angeordneten Steuersäulen in
der Formplatte des Werkzeugs gehaltene Querkerne zur Entformung
des Spritzgussteils von den Steuersäulen freizumachen. Sobald mit
einer Rückzugbewegung
der Anschlagring 12 des Schleppringes 11 auf die
Anschlagschulter 19 der Kupplungsaufnahme 2 auftrifft,
ohne dass dabei auch die Leiste anschlägt, löst sich der Steuer- und Verriegelungskopf 23 bei der
sich fortsetzenden Rückzugbewegung
aus der Verriegelung mit den Sperrkörpern 22. Unter der Kraft
der sich entspannenden Druckfeder 21 wird nunmehr der Stützring 20 über die
Sperrkörper 22 geschoben,
die in ihre Verriegelungslage an der Innenwandung der Kupplungsaufnahme 2 gedrückt werden;
diese Betriebslage ist in der unteren Hälfte von 2 dargestellt
(vgl. auch die untere Hälfte
von 1).
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Die
Nebentrennung ist damit beendet, und eine weitere Bewegung der Werkzeugplatte 16 sicher verhindert.
Hieran schließt
sich unverzüglich
die Haupttrennung bis zur vollständigen Öffnung des Werkzeugs
an, nach der der Steuer- und Kupplungsbolzen 3 seine in 2 rechts
unten gezeigte, von der Kupplungsaufnahme 2 entfernte Endlage
einnimmt. Zur Haupttrennung fahren dann nur noch die Auswerferplatten
mit den darin angeordneten Auswerfern vor, die das fertige Spritzgussteil
endgültig entformen
und ausstoßen.